基于遥感地质找矿的科技进步及发展前景的探析

■　蒋雨含　李琦

（1河南省地质调查院河南郑州450012；2河南省航空物探遥感中心河南郑州450000）

基于遥感地质找矿的科技进步及发展前景的探析

■蒋雨含1李琦2

（1河南省地质调查院河南郑州450012；2河南省航空物探遥感中心河南郑州450000）

当前,矿产资源对我国国民经济发展的瓶颈制约凸显。采用新技术、新方法加强矿产资源勘查力度,扩大资源储量,是保障我国经济可持续发展战略的重要途径。遥感技术在地质领域的应用,曾对我国遥感事业的发展起了"火车头"的作用,带动了我国遥感事业的蓬勃发展,促进了我国矿产资源的发现。但是,遥感技术在地质找矿中的应用不是一帆风顺的,前后经历了起步-高潮-低潮-高潮的发展过程。本文首先对遥感地质找矿的科技进步进行简单的论述，并对遥感地质找矿的发展前景进行分析，以供同僚参考。

遥感地质找矿科技进步发展前景新局面

1　遥感地质找矿的科技进步

1.1遥感地质找矿的起步与进展

在遥感地质找矿应用的初期,人们更多看到的是遥感技术的优势,如遥感观测的区域性和直观性、遥感数据的多波段性,以及能够快速发现用常规地质方法难以发现的地质体或地质现象等。正是由于遥感技术具有上述技术优势,激起了地质工作者的极大热情和兴趣,掀起了遥感地质找矿的高潮,促进了我国矿产资源的发现。但是随着矿产勘查技术的发展,特别是向深部找矿的发展,以及遥感技术应用的不断深入,遥感技术在地质找矿中应用的局限性日趋明显,主要表现在以下几个方面：

（1）遥感影像反映的主要是地表信息或浅部信息在地表的反映,而找矿不仅需要地表信息,更需要深部信息；

（2）多光谱遥感技术由于属宽带光谱,光谱分辨率低,虽然取得一定找矿效果,但缺乏普遍意义上的直接找矿价值；

（3）遥感技术虽然在基岩裸露区识别岩性、构造的效果很好,但在植被覆盖区识别地层、岩性的效果很差。

针对上述局限性，遥感地质工作者进行了不懈的努力。开发了多源地学信息集成技术,以探索解决矿产资源勘查由地表转向深部隐伏矿床的必然趋势与遥感主要反映地表或浅部信息本质特征之间的矛盾；开发了遥感弱信息提取技术,以期直接从多光谱遥感图像上提取矿化蚀变信息,来探索遥感直接找矿的技术与途径。虽然遥感地质工作者的努力促进了遥感地质找矿的科技进步,但由于信息源为中等分辨率的多光谱遥感信息源,如MSS、TM、SPO T等,以及20世纪末地质工作投入量的减少,遥感地质找矿一度从高潮转入了低潮。

1.2新世纪遥感地质找矿的转机

新世纪以来,数字地球战略思想的提出,三维可视化技术、虚拟现实技术、仿真—模拟技术等现代信息技术的发展,以及新型遥感数据源的问世为遥感地质找矿带了转机。因此,如何将这些新理念、新型遥感信息源和新的技术方法引入地质找矿领域,进一步来解决找矿问题,成为摆在遥感地质工作者面前的重要研究课题。

1.2.1“光谱地壳”计划的提出

李志忠、王晋年等(2010年)提出的光谱地壳计划,从理念层面上讲就是对卫星、航空、地面和岩芯取得的和将要取得的海量高光谱数据,利用数字地球的战略思想和方法技术进行信息的存储、管理、查询、分析、数字运算和三维可视化等。目的是构建一个虚拟的、光谱表达的地壳,以便最大限度地利用高光谱信息资源。这实际上是数字地球在高光谱遥感领域的特殊应用与拓展,是我国数字地球典型应用系统建设的重要组成部分。

1.2.2矿产资源数字勘查区的构建

矿产资源数字勘查区的概念是笔者在“数字地球”框架下,结合铀资源勘查的实践,将遥感、GIS和虚拟现实技术相结合提出来的,目标是把“数字地球”的战略思想和一些关键技术引入到矿产资源勘查中来,构建一个虚拟的矿产资源勘查区,通过信息查询,实现虚拟找矿与虚拟勘探,以加速高新技术在矿产资源勘查中的应用,促进实现地质工作的信息化。

1.2.3新型遥感技术在地质找矿中的应用

进入新世纪以来,IKONOS、Q uickBi rd、OBVIEW、Aster、Hy perion、A LOS、Ter raSAR、CBERS-02B等更高空间分辨率、光谱分辨率和更多极化方式遥感数据源的出现,特别是高光谱遥感数据源为遥感地质直接找矿带来了希望。如中国国土资源航空物探遥感中心在新疆东天山地区,利用航空高光谱数据进行了1∶5万矿物填图试验,建立了裸露区高光谱矿物识别与矿物填图的技术体系和工作程式,为我国第三代地质填图—矿物填图奠定了技术基础。

1.3遥感找矿面临的新挑战

（1）遥感找矿的突破寄希望于高光谱遥感技术,特别是高空间分辨率的高光谱遥感技术；（2）开发先进的图像处理技术,特别是蚀变信息提取软件系统,并建议列入国家基础工程加以实施；（3）遥感地质找矿要加强多学科交叉、信息综合和方法集成；（4）建立遥感地质综合实验场,为深入研究遥感机理,遥感与其他地学信息的耦合性和人才培养提供基地；（5）研制和发射具地质找矿目的的专题小卫星,以提供针对地质找矿应用更有效的遥感信息源。这些共识对后来我国遥感地质找矿的科技进步起到了促进作用:

1.4后遥感应用技术的理念的提出及技术的开发

针对学科的交叉、信息综合与方法集成,刘德长,叶发旺等提出后遥感应用技术的理念,并围绕着新理念开发了相应的技术。后遥感应用技术是指将遥感技术与传统的地学方法和现代信息技术相结合的遥感信息深化应用技术。它强调遥感信息的应用不仅局限于遥感信息本身的应用,还应该包括遥感信息的延伸应用,随着遥感信息应用的深化,更应该加强遥感信息的延伸应用,即后遥感技术的应用。

地质勘查后遥感应用技术的构成包括两个一体,即在信息源上集遥感信息、地质信息、地球物理信息、地球化学信息为一体,在方法技术上集图像处理技术、GIS技术、三维可视化技术、多媒体技术、仿真模拟技术,虚拟现实技术及传统地学方法为一体。因此,不同于传统的多源地学信息集成技术,这里的集成,不仅是信息的集成,还包括了技术的集成。围绕后遥感应用技术理念,结合铀资源勘查,先后开发了铀资源数字勘查区构建技术、遥感与其他地学信息集成技术、地学信息三维可视化技术、铀成矿过程的计算机模拟技术、虚拟找矿与虚拟勘探技术等。

2　遥感地质找矿的发展前景

2.1国家需求层面

从国家需求层面看,矿产资源对国民经济发展的瓶颈制约凸现。

解决矿产资源制约瓶颈的出路在于“推进地质科技进步与创新,加快高新技术在地质工作中的应用,实现地质工作现代化”。遥感技术是对地观测的高新技术,推进其科技进步与创新,加快其在地质工作中的应用,扩大资源储量,是保障我国矿产资源的供应和实现地质工作现代化的重要途径。

2.2应用领域层面

2.2.1遥感找矿地域的扩展

我国遥感地质找矿的主要地域从陆地拓展到了海洋,从人口稠密、交通便利地区拓展到了人口稀少、交通不便地区,找矿地域的扩展为遥感技术优势的发挥提供了新的用武之地。

2.2.2遥感找矿应用面的扩大

过去遥感地质找矿主要是追求资源量的增加,而现在除考虑资源量的增加外,还要考虑到环境保护、灾害治理等需求,这就为遥感技术在地质找矿中的应用拓展了新的方面。

2.2.3找矿的全球化

由于卫星遥感不受国界限制,因此,在全球找矿中可以发挥更大的作用,包括国外直接找矿和为国外找矿提供信息服务等。

2.3技术发展层面

我国正在发展的星载和航空遥感技术系统、航空物探技术系统、地面和地下物探技术系统、地球化学技术系统、矿产资源综合利用技术系统,并在此基础上建立的“物-化-遥”、“天-空-地”一体化的立体地质勘查技术体系是实现地质工作现代化的重要组成部分。

2.4理念更新层面

（1）充分发挥遥感技术的优势。遥感在地质领域应用最大的技术优势就是它能够快速发现用常规地质方法很难发现的地质体和地质现象,从而促进地质人员发现问题,提出问题,重新思考问题。

（2）遥感在地质找矿中的应用需实现两个结合,一是遥感信息与传统地学信息的结合;二是遥感技术与现代信息技术的结合。

（3）遥感在应用过程中要注入地质专业知识,将信息转化为创造性思维,来指导决策和实践。总之,展望未来,任重道远,迎来的将会是大有作为的遥感地质找矿的又一个春天。

3　结语

纵观我国遥感技术当年在地质领域的应用形势,应该是机遇与挑战并存,而机遇大于挑战。我们一定要抓住机遇、应对挑战,再创遥感地质找矿的新局面。

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-3-111-2